[发明专利]光电耦合器抗辐照能力无损筛选方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子电器技术领域，具体而言，涉及一种光电耦合器抗辐照能力无损筛选方法及装置。

背景技术

光电耦合器是把发光二极管和光敏三极管封装在一起，通过光电之间的互相转换实现信号传递的器件，该器件具有体积小、寿命长、无触点、抗干扰能力强等突出优点，被广泛应用于军事、航天、核技术等特殊空间环境的电子设备上；对应用于空间环境的光电耦合器，往往要受到环境中的各种辐射干扰，包括空间辐射、电磁辐射和α粒子辐射，并且由于空间设备在太空中处于无法维修状态，需要保证其使用的电子元器件具备寿命长的特点；因此对于空间设备所用电子元器件的可靠性要求远比在其它电子系统中的要求更为苛刻，由于上述原因，必须在使用前对航天用光电耦合器的抗辐照能力进行有效的检测、评价和筛选；研究表明，光电耦合器在空间环境中失效是两种不同机理所致；一种是高能质子辐照下的位错损伤，造成器件的永久退化；另一种是在重离子和质子辐照下造成器件的瞬时退化；即辐照损伤会使器件内产生大量表面态陷阱，悬挂键陷阱，氧化层陷阱等；瞬时退化一般仅仅会对光电耦合器的高增益放大有较大影响，而永久退化将对光电耦合器的总体性能产生较大影响。

现有技术中，对航天用光电耦合器的抗辐照能力的测试和筛选的方式主要有两种，包括：“辐照-退火”方法和多元回归分析法；其中，辐照-退火筛选方法具体过程如图1所示，首先对待筛选器件进行额定剂量的辐照；然后选择一种或者几种灵敏电参数，在两小时内完成测量，筛选掉不符合要求的器件；接着进行50％额定剂量的辐照；接着加压退火后再次进行电测试；最后筛选出合适的器件。这种方法具有检测成本高、检测时间长和对器件本省具有一定的破坏性的缺陷；并且由于采用大剂量率试验来等效空间低剂量率辐照环境的方法，模拟结果往往不准确。现有技术中的多元回归分析方法可以避免对待筛选光电耦合器的损伤，此种筛选方法的关键是选取辐照前的敏感参数，对辐照后器件性能参数进行预估。前者的敏感参数称为信息参数，想要预估的辐照后器件性能参数称为辐射性能参数。即对同一工艺制造出来的器件，通过对一定数量随机样品进行辐照试验，找出信息参数和辐射性能参数之间的函数关系，进而实现对未辐照器件的筛选，此技术难点是如何选择敏感的信息参数，既可以实现辐照前的抗辐照能力预测，又与器件的微观损伤紧密联系，通常的做法是选用辐照前电流传输比作为信息参数，辐照后的电流传输比变化量作为辐照性能参数，此种方法忽视了1/f噪声幅值B的变化直接反映器件中的缺陷状态的这一特征，导致回归预测方程不够准确，最终影响光电耦合器的筛选的准确性和可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种光电耦合器抗辐照能力无损筛选方法及装置，以解决上述问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种光电耦合器抗辐照能力无损筛选方法，包括：

获取作为随机子样的光电耦合器辐照前的电流传输比和1/f噪声幅值；

获取所述作为随机子样的光电耦合器经过辐照后的电流传输比；

基于辐照前的光电耦合器的电流传输比和经过辐照后的光电耦合器的电流传输比，计算辐照前后的电流传输比变化量；

对数据进行预处理，以所述噪声幅值作为信息参数，以所述电流传输比变化量作为辐照性能参数，建立多元线性回归方程，并计算线性回归方程中的系数向量；

基于所述系数向量，建立所述信息参数和辐照性能参数之间的无损筛选回归预测方程；

利用所述无损筛选回归预测方程，预测单个光电耦合器件的抗辐照性能，对同批其他光电耦合器器件进行筛选。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：

设置光电耦合器的偏置和负载条件；

在光电耦合器的输出端引出噪声信号；

对所述噪声信号进行低噪声的前置放大，得到前置放大信号；

采集所述前置放大信号，计算得到1/f噪声幅值。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：

所述利用所述无损筛选回归预测方程，测试单个光电耦合器的抗辐照性能，对同批光电耦合器进行筛选，包括：

获取待筛选光电耦合器的1/f噪声幅值；

基于所述1/f噪声幅值，利用所述回归预测方程，得到此光电耦合器的电流传输比变化量预测值；